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无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)是一种由传感器节点构成的自组织无线网络，能够实时监测、感知和采集传感器节点部署区域内用户所感兴趣的各种数据信息，并对这些信息进行相应处理之后传输给汇聚节点，然后由汇聚节点将接收到的数据通过卫星或者互联网传输给管理节点。它将逻辑上的信息世界和客观上的物理世界融合在一起，提供了人们对物理世界的认知能力，被广泛应用于军事、环境、工业、医疗、空间探索、家庭、土木工程、跟踪及物流管理等领域。在无线传感器网络中，MAC(Medium Access Control，媒介接入控制)协议主要负责控制与连接物理层媒介，决定无线信道的使用方式，为传输节点合理分配无线资源，尽量减少传感器节点在同一时间发送数据产生的冲突碰撞。所以MAC协议的效率高效与否，对无线传感器网络性能有很大的影响，是确保无线传感器网络能够高效通信的关键协议之一。本文主要的研究工作如下：1、介绍无线传感器网络MAC协议的研究现状，对MAC协议的设计和能量消耗的主要因素进行分析，并对现有的典型MAC协议进行了详细的研究和讨论。2、详细论述SMAC(Sensor-MAC)协议的关键技术，总结SMAC协议的工作原理，并对SMAC协议的不足之处进行阐述，为后续无线传感器网络的改进MAC协议的设计提供帮助。3、针对SMAC协议采用固定发射功率进行数据传输的不足，在SMAC协议的基础上提出了一种带功率控制机制的无线传感器网络MAC层协议PC-SMAC(Power Control-SMAC)，并利用NS2(Network Simulator Version2，网络仿真器)进行协议的仿真和分析。仿真结果表明，PC-SMAC协议在能耗和吞吐量等性能指标上都有一定的改善。4、针对SMAC协议采用固定竞争窗口的退避机制的不足，提出了一种带区分退避机制的无线传感器网络MAC协议DB-SMAC(Distinguish Backoff-SMAC)。仿真结果表明，降低碰撞带来的能量消耗，同时还可以增加网络吞吐量，减少传输时延。